用于软X射线-极紫外多层膜元件反射率测量的转动机构

摘要

用于软X射线-极紫外多层膜元件反射率测量的转动机构，属于空间光学技术领域，为解决现有技术存在的问题，该机构样品架主动齿轮支承轴、从动齿轮支承轴和探测器主动齿轮支承轴固定在真空室内；探测器齿轮驱动杆通过连接架与探测器主动齿轮连接；探测器主动齿轮与探测器主动齿轮支承轴连接；探测器从动齿轮与从动齿轮支承轴上半部分连接与探测器主动齿轮啮合；光电转换探测器固在探测器从动齿轮上；样品架齿轮驱动杆通过连接架与样品架主动齿轮连接；样品架主动齿轮与样品架主动齿轮支承轴连接与样品架从动齿轮啮合；样品架从动齿轮与从动齿轮支承轴下半部分连接；光学元件样品架固定在样品架从动齿轮上；入光口连接法兰设置在真空室一端。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于软X射线-极紫外多层膜光学元件反射率测量的转动机 构，用于光学元件多层膜镀膜后的反射率测量，属于空间光学技术领域。

背景技术

随着空间光学技术的发展，短波光学中软X射线-极紫外波段的光学系统在 空间探测中的应用越来越广泛。为了提高这个波段的光学系统中光学元件对空 间环境中目标光的反射率，抑制对非目标光的反射率，需要在光学元件上镀制 多层膜。由于软X射线-极紫外波长很短，要求镀膜控制精度更高，对基板及膜 层粗糙度要求高及其它工艺方面的困难，常使得实际制备的多层膜反射率低于 理论值，需要研究工艺对多层膜反射率的影响。因此多层膜镀完后需要通过对 多层膜光学元件进行反射率测量来改进和完善镀膜工艺。

现有技术对软X射线-极紫外多层膜元件进行反射率测量多采用同步辐射作 光源，通常安装在软X射线计量光束线上，且内部转动机构多采用真空蜗轮副 结构，安装调试难度大，需安装真空电机，配套真空电子学控制系统，机构复 杂，制作费用昂贵，使用和维修难度高，因此导致这种设备数量很少，无法满 足众多的非同步辐射实验室进行该波段光学研究需要。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种用于软X射线-极紫外多层膜 元件反射率测量的转动机构。

本发明的技术方案是：该转动机构包括：探测器主动齿轮、探测器从动齿 轮、光学元件样品架、样品架从动齿轮、样品架主动齿轮、光电转换探测器、 样品架齿轮驱动杆、探测器齿轮驱动杆、真空室、入光口连接法兰、样品架主 动齿轮支承轴、从动齿轮支承轴、探测器主动齿轮支承轴和两个连接架；

探测器齿轮驱动杆通过连接架与探测器主动齿轮连接；探测器主动齿轮通 过轴承与探测器主动齿轮支承轴连接；探测器从动齿轮通过轴承与从动齿轮支 承轴的下半部分连接，且与探测器主动齿轮啮合；光电转换探测器固在探测器 从动齿轮上；

样品架齿轮驱动杆通过连接架与样品架主动齿轮连接；样品架主动齿轮通 过轴承与样品架主动齿轮支承轴连接，且与样品架从动齿轮啮合；样品架从动 齿轮通过轴承与从动齿轮支承轴的上半部分连接；光学元件样品架通过螺钉紧 固在样品架从动齿轮上；入光口连接法兰设置在真空室的一端。

本发明的有益效果是：本发明转动机构根据探测要求通过不同的齿轮组合 来控制光学元件样片及光电转换探测器的位置测量反射率，该转动机构与掠入 射光栅单色仪、小型气体放电电源组合搭配后能够实现对软X射线-极紫外多层 膜光源元件进行方便、快捷地反射率测量，具有体积小、价格低廉、使用和维 修方便快捷的特点，在软X射线-极紫外多层膜光学元件的反射率检测中具有无 法替代的作用。

附图说明

图1为本发明用于软X射线-极紫外多层膜元件反射率测量的转动机构示意 图。

图中，1、探测器主动齿轮，2、探测器从动齿轮，3、光学元件样品架，4、 样品架从动齿轮，5、样品架主动齿轮，6、光电转换探测器，7、样品架齿轮驱 动杆，8、探测器齿轮驱动杆，9、真空室，10、入光口连接法兰，11、样品架 主动齿轮支承轴，12、从动齿轮支承轴，13、探测器主动齿轮支承轴，14、连 接架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，用于软X射线-极紫外多层膜元件反射率测量的转动机构，包 括探测器主动齿轮1、探测器从动齿轮2、光学元件样品架3、样品架从动齿轮 4、样品架主动齿轮5、光电转换探测器6、样品架齿轮驱动杆7、探测器齿轮驱 动杆8、真空室9、入光口连接法兰10、样品架主动齿轮支承轴11、从动齿轮 支承轴12、探测器主动齿轮支承轴13和两个连接架14。

探测器齿轮驱动杆8通过连接架14与探测器主动齿轮1连接。探测器主动 齿轮支承轴13焊接固定在真空室9底板9-1上，探测器主动齿轮1通过轴承与 探测器主动齿轮支承轴13连接。连接架14上设置方形槽，探测器齿轮驱动杆8 安装在方形槽内。连接架14用螺钉固定在探测器主动齿轮1上。从动齿轮支承 轴12焊接固定在真空室9底板9-1上，探测器从动齿轮2通过轴承与从动齿轮 支承轴12下半部分连接，与探测器主动齿轮1啮合。光电转换探测器6通过螺 钉紧固在探测器从动齿轮2上。

样品架齿轮驱动杆7通过另一连接架14与样品架主动齿轮5连接；样品架 齿轮驱动杆7设置在该连接架14的方形槽内。连接架14用螺钉固定在样品架 主动齿轮5上。样品架主动齿轮支承轴11焊接固定在真空室9底板9-1上，样 品架主动齿轮5通过轴承与样品架主动齿轮支承轴11连接，与样品架从动齿轮 4啮合。样品架从动齿轮4通过轴承与从动齿轮支承轴12的上半部分连接。

光学元件样品架3通过螺钉紧固在样品架从动齿轮4上。

测量时入光口连接法兰10通过紧固螺钉与组合搭配的单色仪连接。

探测器齿轮驱动杆8和样品架齿轮驱动杆7通过硅橡胶密封圈动密封并穿 过真空室9的盖板9-2。在真空室9的盖板9-2上对应探测器齿轮驱动杆8和样 品架齿轮驱动杆7标有圆形刻度线，可以通过旋转探测器齿轮驱动杆8和样品 架齿轮驱动杆7达到测试要求的转动角度。

开始探测时，光从入光口连接法兰10进入真空室9，通过探测器齿轮驱动 杆8转动探测器主动齿轮1，带动探测器从动齿轮2从而使光电转换探测器6进 入光路，采集原始光信号S₀。然后将光电转换探测器6转出光路，通过样品架 齿轮驱动杆7转动样品架主动齿轮5，带动样品架从动齿轮4使样品架上的样品 以一定角度θ进入光路。通过转动光电转换探测器6来搜索采集光学元件样品 的反射光信号S_θ。最后通过公式R_θ=S₀/S_θ计算可得所测多层膜光学元件样品在 反射角θ时的反射率。